CT二次回路引起的变压器差动保护误动作原因分析及对策

CT二次回路引起的变压器差动保护误动作原因分析及对策

覃毅

（广西大学电气工程学院广西南宁530004）

摘要：变压器差动保护由于受其励磁电流、接线方式、CT误差等因紊的影响可能导致变压器差动保护误动，本文分析了各种型式的变压器差动保护与之相应的CT接线方式，并针对二次回路接地方式、接线错误、CT10%误差曲线、CT饱和等几个可能导致差动保护误动的原因进行分析，以便针对实际情况采取措施防止此类事故的发生。

关健词：变压器；差动保护；误动；CT接线方式

随着国民经济快速发展，电力系统规模不断扩大，每年新增的变压器变电容量不断增加，对电力系统的要求越来越高，继电保护面临着前所未有的严峻考验。电力变压器是电力系统的主要电气设备，在电力系统中起着至关重要的作用。尤其是大型高压、超高压大容量的电力变压器，发生故障后突然切除，对电力系统将会造成很大的影响。因此，为了保证电力系统的安全、稳定、可靠的运行，对变压器的继电保护配置提出了很高的要求。但近几年由于CT回路极性错误、变比、准确级用错，电流回路接线错误引起的变压器保护误动作事故较以前有上升的趋势，这些事故在造成严重的经济损失在同时，还严重影响了电网的安全稳定运行，不能不引起我们的深思。本文重点通过一些典型事故案例，分析事故原因，总结引起主变保护误动作的电流回路的一些容易出现的问题，并提出相应的防范措施。

１变压器差动保护动作电流的整定

目前变电站中变压器差动保护动作电流计算时一般会考虑以下几个方面：一是应躲过当变压器空投及外部故障后电压恢复时的变压器励磁涌流的影响；二是应躲过变压器外部故障时在变压器保护中所引起的最大不平衡电流。差动电流整定时按照以下２条原则进行：

（1）差动保护动作电流要躲过变压器的励磁涌流。

Iop=1.3IN

式中，Iop为动作电流；IN为主变二次额定电流。

（2）差动保护动作电流要躲过最大不平衡电流。

Iop=Krel（K1Δ量i+ΔU+Δ量）Ik，max

式中，Krel为可靠系数；K1为同型系数；△量i为电流互感器最大相对误差，取0.1；ΔU为由于调压引起的相对误差；Δ量为变比不能完全补偿的相对误差；Ik，max为最大短路电流。保护装置的差动保护动作电流一般是按变压器额定电流的20%~50%整定的。

2变压器差动保护误动原因的简单分析

差动保护是电力变压器的主保护，对保证变压器安全运行起着极其重要的作用。为提高差动保护正确动作率，除选好保护设备外，还需做好施工设计、整定计算、现场安装调试等一系列技术和管理工作，如果这些工作稍有疏忽，就可能造成差动保护误动或拒动。

2.1二次电流回路接地方式不当

差动保护二次电流回路接地时，各侧CT的二次电流回路必须通过一点接于地网，因为变电站的接地网络之间并非绝对等电位，在不同点之间有一定的电位差。当发生短路故障时，有较大的电流流入地网，各点之间的电位差较大。如果差动保护二次电流回路接在地网的不同点，它们之间的电位差产生的电流将流入保护，影响差动保护装置里动作的准确性甚至使之误动。所以各侧CT的二次电流回路在接到保护装置的差动电流回路中，所有电流回路的N线必须在并联的公共点处统一接地。在变压器投运后带有负荷的情况下，由现场的保护技术人员通过观察变压器差动保护装置显示的差流的情况来分析，以找到解决的办法。如果变压器差动保护装置测量显示的差流不正常，在排除了CT相序接线错误和装置本身数字化平衡变压器各侧电流量的整定值没有错误的情况下，那么可以检查电流互感器CT二次回路是否有多点接地的情况存在。

2.2在流过短路电流时.二次侧负载不能满足CT10%误差曲线的要求

CT稳态运行时的电流误差，是CT二次侧负载阻抗和短路电流倍数之函数。任何情况下，都要求用于继电保护的CT的稳态电流误差不得超过10%。在电流互感器接入系统容量变化或新装保护投入运行时，必须根据差动保护区内短路故障时穿越变压器的最大短路电流和实测的差动回路二次负荷，来校验误差是否在允许的范围内。如果不满足CT的10%误差曲线要求，CT的容量不足以提供二次负荷平衡的要求，在故障时差动保护可能拒动、误动直接影响差动保护的可靠性。此时应适当加大CT变比，并重新较核CT的10%误差曲线直到符合要求为止即可。

2.3CT二次回路接线错误

要想使变压器在正常运行或在变压器外部故障时，差动保护不发生误动，就要设法调整CT二次回路接线，使变压器的电源侧和负荷侧的CT二次线电流相位相差180°，这样就可以使差动回路流过的不平衡电流接近于零；而在保护区内故障时，变压器的电源侧和负荷侧的CT二次线电流相位相同，流入差动回路中的电流为两侧电流之和不再为零，保护将会可靠动作，将故障切除。

变压器差动保护常因CT二次接线错误造成保护误动作（如：某相CT极性接反、A相与B相接错、接线组别错误、辅助变流器接线错误、差动继电器内部接线错误等）。因此，在保护投入运行前，必须认真做好差动回路二次接线极性的实验，测量差动继电器的差电压、差电流，保证差动回路接线的正确性。

2.4CT饱和时对变压器差动保护的影响

对发生在被保护变压器区外的故障，它产生的较大的穿越性短路电流（特别是其中的非周期分量）引起的CT饱和会产生很大的虚假差动电流，这在各个测量点的CT饱和情况不同时更为严重。如果由此产生的量值引发的工作点落在了比率差动保护的动作特性区内，而且不采取任何稳定比率差动保护的措施，比率差动保护将会误动作。但是，实际情况是CT并不是在故障一开始就发生饱和，而是在故障发生后经过一段时间，其铁心的磁通达到它的饱和密度后才开始的。这样，CT从故障起始到开始饱和时总会有一段时间还能够线性变换电流量，不会立即产生饱和。

因此，按照基尔霍夫电流定律计算变压器各侧的电流量得到的差动电流，在开始的短时间内还基本平衡，仅会产生较小的不平衡电流，待CT饱和后才会产生较大的差动电流，引起变压器差动保护误动。针对上述情况，变压器差动保护可以设一个CT饱和时的附加稳定特性区，以让它能够区分出这种状况下变压器是区内还是区外故障的情况.

3结论

差动保护是变压器的主保护，应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。但因其结构复杂，接线繁琐，安装及检修改造过程中很有可能留下隐息。因此，在设计、施工、调试、验收、投产及后续的检修改造过程中，必须严格按照规程规范的要求，认真分析，把好每一个技术关，确保CT绕组用途型号、变比、10%误差曲线、二次接线方式及二次电流接地方式等方面正确，以尽量杜绝电流差动保护误动事故的发生。

参考文献：

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